2025届北京市华清园教育高校强基计划模拟测试物理试卷及答案

2025届北京市华清园教育高校强基计划模拟测试物理及答案一、选择题（每题5分，共40分）1.一质点做直线运动，其位移-时间图像如图所示。则下列说法正确的是（）A.质点在0-2s内做匀速直线运动B.质点在2-4s内静止C.质点在4-6s内做反向匀速直线运动D.质点在0-6s内的平均速度为0答案：ABCD解析：位移-时间图像的斜率表示速度。在0-2s内，图像是倾斜的直线，斜率为正且恒定，所以质点做匀速直线运动，A正确；2-4s内，位移不变，说明质点静止，B正确；4-6s内，图像斜率为负且恒定，速度方向与正方向相反，做反向匀速直线运动，C正确；0-6s内，质点的初末位置相同，位移为0，根据平均速度的定义式\(v=\frac{\Deltax}{\Deltat}\)，可知平均速度为0，D正确。2.下列关于电场和磁场的说法中，正确的是（）A.电场强度为零的地方，电势一定为零B.磁感应强度为零的地方，磁通量一定为零C.电场线和磁感线都是客观存在的D.电场力和洛伦兹力都可以对带电粒子做功答案：B解析：电场强度与电势没有必然联系，电场强度为零的地方，电势不一定为零，比如等量同种正电荷连线的中点，电场强度为零，但电势不为零，A错误；磁通量\(\varPhi=BS\cos\theta\)，磁感应强度为零，则磁通量一定为零，B正确；电场线和磁感线都是人为引入的假想曲线，不是客观存在的，C错误；洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，不做功，电场力可以对带电粒子做功，D错误。3.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为\(n_1:n_2=2:1\)，原线圈接入电压有效值恒定的正弦交流电，副线圈接有两个相同的灯泡\(L_1\)和\(L_2\)，输电线的等效电阻为\(R\)。开始时，开关\(S\)断开，当开关\(S\)闭合后，下列说法正确的是（）A.灯泡\(L_1\)变亮B.灯泡\(L_2\)变亮C.原线圈的输入功率减小D.电阻\(R\)上的电压增大答案：D解析：开关\(S\)闭合后，副线圈的总电阻减小，副线圈的电流\(I_2\)增大。根据\(\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1}\)，可知原线圈的电流\(I_1\)也增大，原线圈的输入功率\(P_1=U_1I_1\)增大，C错误；电阻\(R\)上的电压\(U_R=I_2R\)增大，D正确；副线圈输出电压\(U_2\)不变，\(U_{L_1}=U_2-U_R\)减小，灯泡\(L_1\)变暗，A错误；开关\(S\)闭合前，\(L_2\)两端电压为0，闭合后有电流通过\(L_2\)，但由于\(U_{L_1}\)减小，所以\(L_2\)两端电压也不是增大到理想情况，不能说变亮，B错误。4.一个质量为\(m\)的小球以速度\(v_0\)水平抛出，经过时间\(t\)，小球的速度大小为\(v\)，不计空气阻力，重力加速度为\(g\)。则在这段时间内，小球动量的变化量大小为（）A.\(mv-mv_0\)B.\(mgt\)C.\(m\sqrt{v^2-v_0^2}\)D.\(mv\sin\theta\)（\(\theta\)为\(v\)与水平方向的夹角）答案：BC解析：根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，小球只受重力，重力的冲量\(I=mgt\)，所以小球动量的变化量大小为\(mgt\)，B正确；根据平行四边形定则，\(\Deltap=\sqrt{(mv)^2-(mv_0)^2}=m\sqrt{v^2-v_0^2}\)，C正确；\(mv-mv_0\)是速度大小的变化量乘以质量，不是动量变化量的大小，A错误；\(mv\sin\theta\)不是动量变化量的大小，D错误。5.如图所示，一定质量的理想气体从状态\(A\)经等容过程变化到状态\(B\)，再经等压过程变化到状态\(C\)。下列说法正确的是（）A.状态\(A\)的温度高于状态\(B\)的温度B.从状态\(A\)到状态\(B\)，气体吸收热量C.从状态\(B\)到状态\(C\)，气体对外做功D.从状态\(A\)到状态\(C\)，气体的内能增加答案：BCD解析：根据\(pV=nRT\)，等容过程\(V\)不变，\(\frac{p}{T}\)为定值，从\(A\)到\(B\)，压强增大，则温度升高，状态\(A\)的温度低于状态\(B\)的温度，A错误；等容过程\(W=0\)，温度升高，内能增加\(\DeltaU>0\)，根据\(\DeltaU=Q+W\)，可知\(Q>0\)，气体吸收热量，B正确；等压过程，体积增大，气体对外做功，C正确；从\(A\)到\(C\)，温度升高，内能增加，D正确。6.如图所示，在光滑水平面上有一质量为\(M\)的长木板，木板上有一质量为\(m\)的小滑块，滑块与木板之间的动摩擦因数为\(\mu\)。现给滑块一个水平向右的初速度\(v_0\)，当滑块与木板相对静止时，木板的速度大小为\(v\)。则在这个过程中，下列说法正确的是（）A.滑块的加速度大小为\(\mug\)B.木板的加速度大小为\(\frac{\mumg}{M}\)C.滑块相对木板滑行的距离为\(\frac{v_0^2}{2\mug}\)D.系统产生的热量为\(\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}(M+m)v^2\)答案：ABD解析：对滑块，根据牛顿第二定律\(f=ma_1\)，\(f=\mumg\)，可得滑块的加速度大小\(a_1=\mug\)，A正确；对木板，根据牛顿第二定律\(f=Ma_2\)，\(f=\mumg\)，可得木板的加速度大小\(a_2=\frac{\mumg}{M}\)，B正确；设滑块相对木板滑行的距离为\(x\)，根据能量守恒定律，系统产生的热量\(Q=\mumgx=\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}(M+m)v^2\)，C错误，D正确。7.如图所示，一个带正电的粒子以一定的初速度\(v_0\)沿两板的中线进入水平放置的平行板电容器内，恰好沿下板的边缘飞出。已知电容器极板长为\(L\)，板间距离为\(d\)，极板间电压为\(U\)。若只改变某一个量，下列说法正确的是（）A.只增大\(v_0\)，粒子仍能从下板边缘飞出B.只增大\(U\)，粒子将打在下板上C.只增大\(L\)，粒子将打在下板上D.只增大\(d\)，粒子仍能从下板边缘飞出答案：ABC解析：粒子在电容器中做类平抛运动，水平方向\(L=v_0t\)，竖直方向\(y=\frac{1}{2}at^2=\frac{1}{2}\frac{qU}{md}(\frac{L}{v_0})^2\)。只增大\(v_0\)，水平运动时间\(t\)减小，竖直位移\(y\)减小，粒子仍能从下板边缘飞出，A正确；只增大\(U\)，加速度\(a=\frac{qU}{md}\)增大，竖直位移\(y\)增大，粒子将打在下板上，B正确；只增大\(L\)，水平运动时间\(t\)增大，竖直位移\(y\)增大，粒子将打在下板上，C正确；只增大\(d\)，加速度\(a=\frac{qU}{md}\)减小，但水平运动时间不变，竖直位移\(y\)减小，粒子不会从下板边缘飞出，D错误。8.一列简谐横波沿\(x\)轴正方向传播，\(t=0\)时刻的波形如图所示，此时质点\(P\)的位移为\(5cm\)。已知该波的周期为\(T=0.4s\)，则下列说法正确的是（）A.该波的波长为\(4m\)B.该波的波速为\(10m/s\)C.\(t=0.1s\)时，质点\(P\)的速度方向沿\(y\)轴正方向D.\(t=0.2s\)时，质点\(P\)的位移为\(-5cm\)答案：ABD解析：由波形图可知，波长\(\lambda=4m\)，A正确；根据\(v=\frac{\lambda}{T}\)，可得波速\(v=\frac{4}{0.4}=10m/s\)，B正确；\(t=0\)时刻，质点\(P\)向上运动，经过\(t=0.1s=\frac{1}{4}T\)，质点\(P\)到达正向最大位移处，速度为0，C错误；经过\(t=0.2s=\frac{1}{2}T\)，质点\(P\)的位移为\(-5cm\)，D正确。二、填空题（每题6分，共30分）1.已知地球的半径为\(R\)，地球表面的重力加速度为\(g\)，引力常量为\(G\)。则地球的质量\(M=\)______；在离地球表面高度为\(h\)的轨道上做匀速圆周运动的卫星的线速度\(v=\)______。答案：\(\frac{gR^2}{G}\)；\(\sqrt{\frac{gR^2}{R+h}}\)解析：在地球表面，物体的重力等于万有引力\(mg=G\frac{Mm}{R^2}\)，可得\(M=\frac{gR^2}{G}\)；卫星在离地球表面高度为\(h\)的轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力\(G\frac{Mm}{(R+h)^2}=m\frac{v^2}{R+h}\)，将\(M=\frac{gR^2}{G}\)代入可得\(v=\sqrt{\frac{gR^2}{R+h}}\)。2.一个质量为\(m\)的物体，在水平恒力\(F\)的作用下，在粗糙水平面上由静止开始运动，经过时间\(t\)，物体的位移为\(x\)。已知物体与水平面间的动摩擦因数为\(\mu\)，则在这段时间内，力\(F\)做的功\(W_F=\)______；摩擦力做的功\(W_f=\)______；合外力对物体做的功\(W_{合}=\)______。答案：\(Fx\)；\(-\mumgx\)；\((F-\mumg)x\)解析：力\(F\)做的功\(W_F=Fx\)；摩擦力\(f=\mumg\)，方向与位移方向相反，摩擦力做的功\(W_f=-\mumgx\)；合外力\(F_{合}=F-\mumg\)，合外力对物体做的功\(W_{合}=F_{合}x=(F-\mumg)x\)。3.如图所示，一个边长为\(L\)的正方形导线框，电阻为\(R\)，以速度\(v\)匀速穿过宽度为\(d\)（\(d>L\)）的匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为\(B\)。则导线框进入磁场过程中产生的感应电流\(I_1=\)______；导线框完全在磁场中运动时，感应电流\(I_2=\)______；导线框穿出磁场过程中产生的热量\(Q=\)______。答案：\(\frac{BLv}{R}\)；\(0\)；\(\frac{B^2L^2v^2L}{R}\)解析：导线框进入磁场过程中，产生的感应电动势\(E_1=BLv\)，感应电流\(I_1=\frac{E_1}{R}=\frac{BLv}{R}\)；导线框完全在磁场中运动时，磁通量不变，感应电动势为0，感应电流\(I_2=0\)；导线框穿出磁场过程中，产生的感应电动势\(E_2=BLv\)，感应电流\(I_3=\frac{BLv}{R}\)，穿出磁场的时间\(t=\frac{L}{v}\)，根据\(Q=I_3^2Rt\)，可得\(Q=(\frac{BLv}{R})^2R\frac{L}{v}=\frac{B^2L^2v^2L}{R}\)。4.如图所示，一个绝热气缸内封闭有一定质量的理想气体，活塞与气缸壁之间无摩擦。现通过电热丝对气体加热，使气体的温度升高，体积增大。在这个过程中，气体的内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）；气体对外做功______（选填“大于”“小于”或“等于”）吸收的热量。答案：增大；小于解析：理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增大；根据热力学第一定律\(\DeltaU=Q+W\)，\(\DeltaU>0\)，气体体积增大，对外做功\(W<0\)，所以\(Q>-W\)，即气体对外做功小于吸收的热量。5.如图所示，在真空中有两个等量异种点电荷\(+Q\)和\(-Q\)，相距为\(L\)。\(O\)点为两电荷连线的中点，\(P\)点为连线中垂线上一点，且\(OP=\frac{L}{2}\)。则\(O\)点的电场强度\(E_O=\)______；\(P\)点的电场强度\(E_P=\)______；\(O\)点的电势\(\varphi_O\)______（选填“高于”“低于”或“等于”）\(P\)点的电势。答案：\(\frac{8kQ}{L^2}\)；\(\frac{4\sqrt{2}kQ}{L^2}\)；等于解析：\(O\)点的电场强度\(E_O=2\frac{kQ}{(\frac{L}{2})^2}=\frac{8kQ}{L^2}\)；\(P\)点到两电荷的距离\(r=\sqrt{(\frac{L}{2})^2+(\frac{L}{2})^2}=\frac{\sqrt{2}L}{2}\)，\(P\)点的电场强度\(E_P=2\frac{kQ}{r^2}\cos45^{\circ}=2\frac{kQ}{(\frac{\sqrt{2}L}{2})^2}\frac{\sqrt{2}}{2}=\frac{4\sqrt{2}kQ}{L^2}\)；等量异种点电荷连线的中垂线是等势线，且电势为0，所以\(O\)点的电势等于\(P\)点的电势。三、解答题（每题15分，共30分）1.如图所示，质量为\(m=1kg\)的物块，在水平向右、大小为\(F=5N\)的恒力作用下，从\(A\)点由静止开始沿水平地面运动，经过\(t_1=2s\)到达\(B\)点。已知物块与地面间的动摩擦因数为\(\mu=0.2\)，重力加速度\(g=10m/s^2\)。（1）求物块在\(AB\)段的加速度大小\(a_1\)；（2）求物块到达\(B\)点时的速度大小\(v_B\)；（3）若物块到达\(B\)点时撤去恒力\(F\)，求物块在水平地面上还能滑行的距离\(x\)。解：（1）对物块进行受力分析，物块受到重力\(mg\)、支持力\(N\)、恒力\(F\)和摩擦力\(f\)。根据牛顿第二定律\(F-f=ma_1\)，\(f=\muN\)，\(N=mg\)，可得：\(F-\mumg=ma_1\)\(5-0.2\times1\times10=1\timesa_1\)\(a_1=3m/s^2\)（2）根据匀变速直线运动的速度公式\(v=v_0+a_1t_1\)，\(v_0=0\)，可得：\(v_B=a_1t_1=3\times2=6m/s\)（3）撤去恒力\(F\)后，物块只受摩擦力作用，根据牛顿第二定律\(-f=ma_2\)，\(f=\mumg\)，可得：\(-\mumg=ma_2\)\(a_2=-\mug=-0.2\times10=-2m/s^2\)根据匀变速直线运动的速度位移公式\(v^2-v_B^2=2a_2x\)，\(v=0\)，可得：\(0-6^2=2\times(-2)x\)\(x=9m\)2.如图所示，在竖直平面内有一光滑的\(\frac{1}{4}\)圆弧轨道\(AB\)，半径\(R=0.4m\)，轨道下端\(B\)与水平传送带相切。传送带的长度\(L=2m\)，以速度\(v=4m/s\)顺时针匀速转动。一个质量\(m=0.1kg\)的小滑块从\(A\)点由静止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数为\(\mu=0.2\)，重力加速度\(g=10m/s^2\)。（1）求滑块到达\(B\)点时对轨道的压力大小；（2）判断滑块能否从传送带的右端\(C\)点离开传送带；（3）若滑块能从\(C\)点离开传送带，求滑块在传送带上运动的时间\(t\)。解：（1）滑块从\(A